Advanced Control Methods for Power Systems and HiL

 

Die Energiewende hat einen massiven Umbau des Stromnetzes zur Folge, insbesondere durch die Integration von leistungselektronischen Umrichtern. Dieser Umbau erfordert moderne Regelungs- und Schutzmethoden sowie ein rigoroses Testen neuer Konzepte, z. B. mit einem Hardware-in-the-Loop (HiL)-Ansatz. Unser Team forscht an folgenden für den Stromnetzumbau relevanten Themen:

 
  • Modellierung und Regelung von leistungselektronischen Umrichtern im Stromnetz
    • Verteilte Regelung und Optimierung
    • Modellprädiktive Regelung
    • Regelung und Schutz in Hoch- und Mittelspannungsgleichstromsystemen
  • Microgrids
    • Netzformung
    • Inselbetriebene Microgrids
  • Stabilitätsanalyse
    • Breitband-Impedanzmessung
    • Bewertung der harmonischen Stabilität
  • Hardware in the Loop (HiL)
    • Power-HiL für die Prüfung von Windkraftanlagen
    • Verteilte Echtzeitsimulation von Stromnetzen
 

Teamleiterin: Ilka Jahn

 

ENSURE Phase 3

ENSURE (Neue EnergieNetzStruktURen für die Energiewende) ist eines der vier Kopernikus-Projekte, die im Jahr 2016 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ins Leben gerufen wurden. Als bedeutendste Forschungsinitiative zur Umsetzung der Energiewende vereint es 29 Partner aus Industrie, Forschung und Lehre. Phase 3 hat im August 2023 gestartet und wird für drei Jahre laufen. Mehr

 

VirTuOS

VirTuOS ist ein vom BMWK gefördertes Forschungsprojekt mit dem Ziel, eine verteile Testinfrastruktur für Windenergieanlagen (WEA) auf Komponentenebene aufzubauen. Im Rahmen des Projekts wird ein Komponentenprüfstand zum Testen des Hauptumrichters einer WEA entwickelt und in Betrieb genommen. Die zugrundeliegende Idee ist hierbei, Teile des Gesamtsystems der realen WEA durch Echtzeitsimulationen der fehlenden Komponenten zu ersetzen. Mehr

 

Nachwuchsforschungsgruppe: "Entwurf und Verifikation von Regelung & Schutz in Gleichstromsystemen"

Diese Nachwuchsgruppe erforscht integrierte Entwurfs- und Verifikationsmethoden für Gleichstromsysteme. Die entwickelten Methoden werden benötigt, um der Komplexität eines sich schnell verändernden Stromnetzes und der darin benötigten Software gerecht zu werden. Die Arbeit der Nachwuchsgruppe geschieht an der Grenze zwischen Netztechnik und Leistungselektronik und hat ein besseres Verständnis dieser Bereiche als Ziel. Insbesondere geht es darum, die Planungs- und Inbetriebnahme zu beschleunigen und - durch Optimierung - Kosten zu senken. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf digitalen Lösungen im Bereich künstlicher Intelligenz, Graphentheorie und Open-Source-Software. Mehr

 

READY4DC

Das von READY4DC angestrebte zukünftige Stromnetz wird durch eine wachsende Rolle von Multi-Terminal-Multi-Vendor-HVDC-Lösungen innerhalb der derzeitigen Wechselstrom-Übertragungsnetze sowohl onshore als auch offshore gekennzeichnet sein. READY4DC trägt zu diesem synergetischen Prozess bei, indem es gemeinsam vereinbarte Definitionen von interoperablen Modellierungswerkzeugen, Plattformen für die gemeinsame Nutzung von Modellen, klare Prozesse zur Gewährleistung der Interoperabilität und einen geeigneten rechtlichen und politischen Rahmen ermöglicht. Die Projektpartner sind ENTSO-E, Universität Groningen, SuperGrid Institute, T&D Europe, Tennet und WindEurope. Mehr

 

REDeFINE - Reflexbasierte, verteilte Frequenzregelung für Stromnetze

REDeFINE ist ein von der DFG gefördertes Forschungsprojekt mit dem Ziel, eine verteilte Frequenzregelung für zukünftige Stromnetze zu entwickeln. Im Rahmen des Projekts werden insbesondere Ansätze der Modellprädiktiven Regelung und die Interaktion mit netzbildenden Umrichtern untersucht. Hierbei spielen Kommunikationssysteme eine wichtige Rolle und der Einfluss von Kommunikationsverzögerungen sowie Datenverlusten wird analysiert. Das Projekt wird in Kooperation mit dem Kommunikationslehrstuhl COMSYS der RWTH sowie mit dem Partnerprojekt aDaptioN aus den USA durchgeführt. Mehr

 

FEN ESCape: Einheitliche Schutzarchitektur für DC-Netze auf System- und Komponentenebene

Eine ausgereifte Schutzarchitektur für intelligente Energieversorgungsnetze der Zukunft, insbesondere Gleichspannungsnetze, ist der Schlüssel für die breite Akzeptanz und Marktdurchdringung dieser Netze. Für die notwendige Schutzarchitektur werden auf Anwendungsszenarien basierte Anforderungen erarbeitet und die einzelnen Schutzkomponenten, sowie die übergeordnete Koordination aller am Schutz beteiligten Komponenten an diese Anforderungen angepasst. Des Weiteren müssen die einzelnen Fehler automatisiert erkannt, lokalisiert und freigeschaltet werden. Für die Klärung der Fehler bedarf es wiederum zuverlässiger Schutzkomponenten, abhängig von den Anforderungen durch das verwendete Netz. Mehr

 

FEN DC-Sek: Regelung und Automatisierung hybrider AC/DC-Verteilnetze unter Berücksichtigung von Cyber-physikalischen Sicherheitsaspekten

Die hohe Integration von leistungselektronisch gesteuerten dezentralen Energieressourcen (Distributed Energy Resources, DER) ist ein Hauptfaktor der Energiewende in modernen Energiesystemen. Dies kann durch DC-Systeme ermöglicht werden, die in die bestehenden AC-Verteilnetze integriert werden, um hybride AC/DC-Netze zu bilden. Mehr